JP2017083571A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードにより除去されトナー溜りに溜められたトナーを、入れ替えが円滑に行われる量で維持可能な画像形成装置の提供。
【解決手段】ブラシ部材４０は感光ドラム４Ｙに非接触に配設され、感光ドラム４Ｙに近接する側のクリーニングブレード９Ｙの先端部９０ａ、感光ドラム４Ｙの表面によって、ブレードエッジ部９０で除去され重力方向に落下するトナーを溜めるトナー溜りＴを区画する。トナー溜りＴは、先端部９０ａの重力方向下方側で開口している。クリーニングブレード９Ｙに除去されたトナーがトナー溜りＴの上方から新たに供給されると、トナー溜りＴの下方に溜っていたトナーがトナー溜りＴから排出される。ブラシ部材４０が弾性変形し毛体間の隙間が大きくなり、毛体間に保持されていたトナーが入れ替えられる。こうして除去されたトナーの量に関わらず、トナー溜りＴ内のトナーは一定量を保ったまま一部が入れ替えられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真技術を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの画像形成装置に関する。

電子写真技術を用いた画像形成装置では、感光ドラム（あるいは中間転写ベルトなど、以下同じ）に担持させたトナー像を記録材へ転写するが、トナー像を転写した後にもトナーが感光ドラムに残ってしまう場合がある（残留トナーなどと呼ばれる）。残留トナーは画像不良を引き起す原因となるので、感光ドラムから除去すべく、画像形成装置にはクリーニング装置が設けられている。クリーニング装置としては、感光ドラムに当接してトナーを掻き落とすクリーニングブレード（以下、単にブレードとも記す）を用いたブレード方式のものが従来から知られている。

最近では、ランニングコストの観点から感光ドラムは硬い材質で形成されるが、その場合、帯電時に生じた放電生成物が感光ドラムに付着しやすくなる。感光ドラムに付着し固まった放電生成物はブレードによる除去が難しく、反対にブレードを損傷させ得る。そこで、感光ドラムから除去したトナーをブレードエッジ部に潤滑剤や研磨剤などとして供給するために、除去したトナーをトナー溜りに滞留させるようにしたクリーニング装置が提案されている（特許文献１）。この場合、ブレードエッジ部におけるトナーの流動性が維持され、トナーに添加されている外添剤により放電生成物が除去されやすくなるため、ブレードを損傷させる可能性が低減され得る。

特開２００９−９８２５４号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の装置では、一度に多量のトナーが除去された場合にトナーが排出され難く、その結果、トナー溜りにトナーが溜りすぎてブレードエッジ部付近でのトナーの入れ替えが生じ難くなり得る。そうなると、トナーが凝集し大きな塊となってブレードエッジ部を持ち上げ、ブレードはトナーを除去可能な当接圧で感光ドラムに当接できずトナーを除去し難くなるので、画像不良が生じやすくなる。また、ブレードエッジ部に外添剤が供給され難くなるので、ブレードに損傷が生じやすくなる。

本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、クリーニングブレードにより除去されトナー溜りに溜められたトナーを、入れ替えが円滑に行われる量で維持可能な画像形成装置の提供を目的とする。

本発明の画像形成装置は、トナー像を担持して回転する像担持体と、前記像担持体に当接し、前記像担持体に担持されたトナー像を別の像担持体に転写する転写手段と、前記転写手段よりも前記像担持体の回転方向下流に設けられ、先端部を前記像担持体に当接させ転写後の前記像担持体に残留するトナーを除去するクリーニングブレードと、前記像担持体との間で前記クリーニングブレードにより前記像担持体から除去されたトナーを収容可能な収容空間を形成するように設けられ、前記収容空間に収容されたトナーの一部を内部に保持可能で、前記収容空間に収容されたトナーに押され変形して前記内部に保持したトナーを排出可能なトナー保持部材と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、除去されたトナー量に関わらず、クリーニングブレードにより除去され収容空間に収容されるトナーの入れ替えが円滑に行われる程度に、収容空間のトナー量を維持することが容易にできる。

画像形成装置の構成を示す概略図。 感光ドラムの構造を示す断面図。 第１実施形態のクリーニング装置を示す断面図。 第１実施形態の溜め部材を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図。 第１実施形態の溜め部材によるトナー量の調整について説明する模式図。 第２実施形態のクリーニング装置を示す断面図。 第３実施形態のクリーニング装置を示す断面図。 第４実施形態のクリーニング装置を示す断面図。

［第１実施形態］
第１実施形態について、図１乃至図５を用いて説明する。まず、画像形成装置について図１を用いて説明する。

＜画像形成装置＞
図１に示す画像形成装置１は、中間転写ベルト２に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

画像形成部３Ｙでは、感光ドラム４Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２に一次転写される。画像形成部３Ｍでは、感光ドラム４Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２上のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部３Ｃ、３Ｋでは、感光ドラム４Ｃ、４Ｋにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２に順次重ねて一次転写される。

中間転写ベルト２に一次転写されたトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）へ一括二次転写される。二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト２を挟んで二次転写内ローラ３３側に二次転写外ローラ３４を押圧させることで形成されている。二次転写外ローラ３４（転写手段）には、供給バイアス可変の二次転写高圧電源Ｄ２が接続されている。二次転写内ローラ３３を接地電位（０Ｖ）に接続する一方で、二次転写高圧電源Ｄ２により二次転写外ローラ３４へトナーと逆極性の正極性の電圧（二次転写バイアス）を印加することで、二次転写部Ｔ２に転写電界が生じる。この転写電界に応答して、中間転写ベルト２に一次転写されたトナー像が記録材Ｐへ一括二次転写される。二次転写されずに転写後の中間転写ベルト２に残るトナー（残留トナー）は、ベルトクリーニング装置２０によって除去される。ベルトクリーニング装置２０は、感光ドラム４Ｙよりも中間転写ベルト２の回転方向上流に設けられる。ベルトクリーニング装置２０は、中間転写ベルト２にクリーニングブレード２１を当接させて、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト２からトナーを除去する。

記録材Ｐは、ピックアップローラ１０２により記録材カセット１０１から取り出され、分離ローラ１０３で１枚ずつに分離されてレジストローラ１０４へ送り出される。レジストローラ１０４は、中間転写ベルト２のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ記録材Ｐを送り出す。記録材Ｐ（像担持体）は二次転写部Ｔ２を挟持搬送される過程で、上述したように中間転写ベルト２からトナー像が二次転写される。トナー像を二次転写された記録材Ｐは中間転写ベルト２から曲率分離されて定着装置３８へ搬送される。記録材Ｐは、定着装置３８の加熱ローラ３５と加圧ローラ３６とによって加熱加圧を受ける。これにより、記録材上のトナー像が加熱されて記録材Ｐに定着される。トナー像の定着された記録材Ｐは、機体外へ排出される。

画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋについて説明する。ただし、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、現像装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋで使用するトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外はほぼ同様に構成される。そこで、以下では、画像形成部３Ｙについて詳細に説明し、画像形成部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋについては、記号末尾のＹをＭ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。

画像形成部３Ｙは、感光ドラム４Ｙを囲んで、帯電ローラ５Ｙ、露光装置６Ｙ、現像装置７Ｙ、一次転写ローラ８Ｙ、及びドラムクリーニング装置１０Ｙが配置されている。像担持体としての感光ドラム４Ｙは、後述のように（後述の図２参照）、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成されたものであり、所定のプロセススピードで所定方向（ここでは図中矢印Ｂ方向）に回転される。帯電ローラ５Ｙは、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧が印加されることで、感光ドラム４Ｙの表面を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。露光装置６Ｙは、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム４Ｙの表面に画像の静電潜像を書き込む。露光装置６Ｙは、原稿画像を結像投影露光するアナログ露光装置、レーザスキャナやＬＥＤアレイ等のデジタル露光装置であってよい。

現像装置７Ｙは、トナーを感光ドラム４Ｙに供給して静電潜像をトナー像に現像する。即ち、現像装置７Ｙは、トナーとキャリアを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤と記す）を撹拌してトナーを負極性に帯電させる。また、現像装置７Ｙは、感光ドラム４Ｙの表面にわずかな隙間を隔てて配置した現像スリーブ７ｓを感光ドラム４Ｙに対してカウンタ方向に回転する。現像スリーブ７ｓは内部にマグネット部材７ｍを有しており、帯電された現像剤は現像スリーブ７ｓに磁気的に担持されて感光ドラム４Ｙとの対向部へ搬送される。この際に、穂立ち状態の現像剤が感光ドラム４Ｙを摺擦する。そして、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧が現像スリーブ７ｓに印加されることで、現像スリーブ７ｓから負極性に帯電されたトナーが相対的に正極性になった感光ドラム４Ｙの露光部分へ移転され、静電潜像は反転現像される。なお、現像装置７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにも現像スリーブは配設されている。

転写手段としての一次転写ローラ８Ｙは、中間転写ベルト２を押圧して、感光ドラム４Ｙと中間転写ベルト２との間に一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ８Ｙに正極性の一次転写バイアス電圧が印加されることで、感光ドラム４Ｙから負極性に帯電したトナー像が中間転写ベルト２に一次転写される。ドラムクリーニング装置１０Ｙは、感光ドラム４にクリーニングブレード９Ｙを当接させて、一次転写部Ｔ１を通過して一次転写されずに転写後の感光ドラム４に残るトナー（残留トナー）を除去する。

＜中間転写ベルト＞
像担持体としての中間転写ベルト２は、テンションローラ３１、駆動ローラ３２及び二次転写内ローラ３３に掛け渡して支持され、駆動ローラ３２に駆動されて所定のプロセススピードで所定方向（ここでは図中矢印Ａ方向）に回転される。テンションローラ３１は、中間転写ベルト２を張力一定に張架する。駆動ローラ３２は、駆動手段としての中間転写ベルト駆動モータ３２Ｍによって駆動される。中間転写ベルト２は、例えばポリエチレン−四フッ化エチレン共重合体等のフッ素含有樹脂からなる単層構造の樹脂材料を用いて形成するとよい。その際に、中間転写ベルト２は、基材中にカーボンブラックを分散させて、例えば表面抵抗率で１×１０^１２［Ω／□］、体積抵抗率で１×１０^９［Ω・ｃｍ］となるように抵抗調整される。

＜感光ドラム＞
感光ドラム４Ｙについて、図２を用いて説明する。図２に示すように、感光ドラム４Ｙは、例えば円筒状のアルミニウム製シリンダのような導電性を有する導電性基体５１の上に、下層から順に下引き層５２、積層型のＯＰＣ感光層（５４、５５）、表面保護層５６が形成されている。下引き層５２は、ＯＰＣ感光層の接着性改良、塗工性改良、導電性基体５１の保護や導電性基体５１の欠損部分の被覆、導電性基体５１からの電荷注入性改良、さらにはＯＰＣ感光層の電気的破壊に対する保護などのために、導電性基体５１を覆っている。ＯＰＣ感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層５４と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層５５とが順次に積層されて形成されている。ＯＰＣ感光層の上層には、表面保護層５６が形成されている。なお、感光ドラム４Ｙの表面つまり表面保護層５６の一面は、研磨テープ（ラッピングペーパー）やバフ研磨等により、十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９８２）が０．２〜２μｍになるように研磨されている。

＜現像剤＞
現像装置７Ｙでは、例えば現像剤として負帯電特性のトナー（非磁性）と正帯電特性の磁性キャリアを含む二成分現像剤が用いられる。本実施形態では、トナーとキャリアの重量比が９：９１つまりはトナー濃度９％となるようにトナーとキャリアとが混合された二成分現像剤を用いた。また、トナーの重量平均粒径が５．７μｍであるものを用いた。

トナーは、結着樹脂（バインダとも呼ぶ）、着色剤、荷電制御剤を有する。結着樹脂としては、例えばスチレンアクリル系樹脂を使用する。勿論、これに限らず、スチレン系、ポリエステル系、ポリエチレンなどの樹脂を使用してよい。着色剤としては、カーボンブラックや染料、顔料等の着色剤を１種単独で使用してもよいし、複数種類を併せて使用してもよい。荷電制御剤は、必要に応じて補強のための帯電制御剤が含有されたものを使用してよい。帯電制御剤としては、ニグロシン系染料やトリフェニルメタン系染料等が含有されていればよい。

トナーはワックスを含有している。ワックスは、記録材Ｐへのトナー像の定着時に定着装置３８からの離型性やトナーの定着性などを向上させるため、トナーに含まれている。ワックスとしては、例えばパラフィンワックス、カルナバワックス、ポリオレフィンなどが使用される。ワックスは結着樹脂中に混錬分散されている。本実施形態では、結着樹脂、着色剤、荷電制御剤、ワックスを混錬分散させた樹脂を、機械式粉砕機により粉砕したものをトナーに用いた。

また、トナーは表面に外添剤が添加されている。外添剤としては、アモルファスシリカに疎水性処理を施したもの、あるいは酸化チタンやチタン化合物等の無機酸化物微粒子などを使用すればよい。これらの微粒子がトナー表面に添加されることで、トナーの流動性や帯電量などが調整され得る。外添剤の粒径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。本実施形態では、平均粒径５０ｎｍの酸化チタンを重量比で０．５ｗｔ％添加し、平均粒径２ｎｍと１００ｎｍのアモルファスシリカをそれぞれ０．５ｗｔ％、１．０ｗｔ％ずつ添加した外添剤を用いた。

キャリアは、例えば表面酸化あるいは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、あるいは酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。本実施形態では、フェライト粒子をシリコン樹脂でコートしたキャリアを用いた。また、２４０［ｋＡ／ｍ］の印加磁場に対する飽和磁化が２４［Ａｍ^２／ｋｇ］、３０００［Ｖ／ｃｍ］の電界強度における比抵抗が１×１０^７［Ω・ｃｍ］〜１×１０^８［Ω・ｃｍ］、重量平均粒径が５０μｍのキャリアを用いた。

＜クリーニング装置＞
上述したように、本実施形態の画像形成装置１は、一次転写されずに感光ドラム４Ｙ〜４Ｋに残るトナーを除去するために、ドラムクリーニング装置１０Ｙ〜１０Ｋを備えている。また、画像形成装置１は、二次転写されずに中間転写ベルト２に残るトナーを除去するために、ベルトクリーニング装置２０を備えている。これらのクリーニング装置について、図３乃至図５を用いて説明する。本実施形態において、ドラムクリーニング装置１０Ｙ〜１０Ｋ及びベルトクリーニング装置２０は、クリーニングブレード（９Ｙ〜９Ｋ、２１）によりトナーを掻き落とすブレード方式を採用したものである。そこで、代表としてドラムクリーニング装置１０Ｙを用いて説明する。

図３に示すドラムクリーニング装置１０Ｙは、感光ドラム４Ｙに対向配置されるハウジング６０内に、支持台９３、支持板金９１、クリーニングブレード９Ｙ、シート部材９４、ブラシ部材４０を有する。ハウジング６０は、感光ドラム４Ｙに対向する側が開口している。支持台９３はハウジング６０内で重力方向上方側に配設され、支持台９３にはビス９２により支持板金９１が位置決め可能に固定されている。

＜クリーニングブレード＞
支持板金９１には、板状のクリーニングブレード９Ｙが感光ドラム４Ｙの回転方向（図中矢印Ｂ方向）に対してカウンタ方向に当接するように、ハウジング６０の開口側に向けて斜め下方向きに延設されている。本実施形態では、感光ドラム４Ｙが重力方向下方側から上方側に向けて回転する一次転写部Ｔ１（図１参照）よりも感光ドラム４Ｙの回転方向下流側で、クリーニングブレード９Ｙは感光ドラム４Ｙに対してカウンタ方向に当接している。クリーニングブレード９Ｙの感光ドラム４Ｙに対する当接量（当接圧）は、ビス９２が緩められ支持板金９１が支持台９３に対して移動されることにより調整される。

クリーニングブレード９Ｙは弾性部材を用いて形成され、弾性部材としては摩擦により感光ドラム４Ｙを傷付けず且つ耐摩耗性が大きいという理由から、ポリウレタンゴムなどのゴム部材が広く用いられる。残留歪みが小さいことに注目すれば、二液性熱硬化型ポリウレタンを採用するのが好ましい。あるいは、スチレン−ブタジエン共重合体、クロロプレン、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム等を採用してもよい。クリーニングブレード９Ｙは、アスカーＣ硬度７０〜８０程度の剛性に形成されている。クリーニングブレード９Ｙは、例えば幅（感光ドラム４Ｙの回転軸線方向の長さ）が３４０ｍｍ、厚みが２ｍｍ、短手方向（感光ドラム４Ｙの回転軸線方向に交差する方向）の長さが１５ｍｍに、支持板金９１からの自由端の長さが８ｍｍに形成される。なお、クリーニングブレード９Ｙの幅は、感光ドラム表面のトナー像形成可能領域の幅よりも長い。

また、支持板金９１にはクリーニングブレード９Ｙの他に、シート部材９４がハウジング６０の開口側に向けて斜め下方向きに延設されている。本実施形態において、クリーニングブレード９Ｙとシート部材９４とは、互いの一面が対向し間隔を空けた状態に並列配置されている。支持板金９１が支持台９３に対して移動された場合、シート部材９４はクリーニングブレード９Ｙとの相対位置を変えられることなく、クリーニングブレード９Ｙと一緒に支持台９３に対して移動される。シート部材９４の先端側には、ブラシ部材４０が配設されている。シート部材及びブラシ部材４０については後述する。

図３に示すように、ハウジング６０の開口側の感光ドラム４Ｙの回転方向上流側には、ハウジング６０と感光ドラム４Ｙとの隙間を塞ぐ飛散防止シート６１が設けられている。飛散防止シート６１は、クリーニングブレード９Ｙにより感光ドラム４Ｙから除去されたトナーがハウジング６０の外へ漏れるのを防止する。飛散防止シート６１は、例えば厚さ２０〜５０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂のシート材料などで形成される。

ハウジング６０と飛散防止シート６１とで囲まれたハウジング６０内の重力方向下方側の空間は、クリーニングブレード９Ｙにより感光ドラム４Ｙから除去され落下するトナーを収容する収容部を形成し、そこに搬送スクリュー５０が配設されている。搬送スクリュー５０は、収容したトナーを不図示の回収容器へと搬送する。即ち、感光ドラム４Ｙから除去されたトナーは回収容器に回収される。

＜シート部材＞
支持部材としてのシート部材９４は、クリーニングブレード９Ｙよりも弾性係数の高い材料を用いてブラシ部材４０よりも高い剛性で形成される。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、シート部材９４の長手方向（図中Ｚ方向、幅方向）の長さはクリーニングブレード９Ｙの幅と略同じかあるいは少し長めに形成され、またシート部材９４の厚さはクリーニングブレード９Ｙの厚さよりも薄く形成されている。本実施形態では、厚さ５０μｍのＰＥＴ樹脂シート材料（東レ株式会社製、商品名ルミラー）を用いてシート部材９４を形成した。図３に示すように、シート部材９４はクリーニングブレード９Ｙを挟んで感光ドラム４Ｙの反対側に、クリーニングブレード９Ｙに略並行に隙間を空けて配置されている。

＜ブラシ部材＞
トナー保持部材としてのブラシ部材４０は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、シート部材９４の短手方向（長手方向に直交する方向）の一端側に両面テープ４１等により接着されている。ブラシ部材４０は樹脂製の毛体を多数有し、クリーニングブレード９Ｙやシート部材９４よりも剛性が低い。例えば、ブラシ部材４０はアスカーＣ硬度２０〜３０程度の剛性に形成される。また、ブラシ部材４０はその毛体が静電的に帯電しやすい樹脂等を用いて形成される。本実施形態では、毛体として長さ２ｍｍで直径０．２ｍｍ程度のナイロン製の直毛を密度５０ｋＦで植えたブラシ部材４０を用いた。ブラシ部材４０は、毛体と毛体との間（内部）にトナーを保持可能であり、また毛体間に保持したトナーを排出可能である。ブラシ部材４０に用いる毛体としては腰が弱く変形自在なものであればよく、また太さは細く量が多い（つまり密度が高い）方が好ましい。さらに、毛体はトナーを保持可能な形状であればよく、その先端は例えば球状など適宜の形状であってよい。

図３に示すように、ブラシ部材４０は感光ドラム４Ｙに非接触に、また毛体が感光ドラム４Ｙ側（像担持体側）に向けて延びるようにして、シート部材９４に配設されている。ブラシ部材４０は、感光ドラム４Ｙとの最近接位置で例えば０．２〜０．７５ｍｍの間隔の隙間Ｘ（図５参照）を確保できる突き出し量Ｌで、クリーニングブレード２１の先端部９０ａよりもクリーニングブレード９Ｙの配設方向に突出するように設けられる。これにより、ブラシ部材４０、感光ドラム４Ｙに近接する側のクリーニングブレード９Ｙの先端部９０ａ、感光ドラム４Ｙの表面によって、ブレードエッジ部９０で除去され重力方向に落下するトナーを溜めるためのトナー溜りＴ（領域）が区画される。ただし、ここでは、除去されたトナーを収容可能な収容空間としてのトナー溜りＴが先端部９０ａの重力方向下方側で開口している。

また、上述したように、シート部材９４とクリーニングブレード９Ｙとの間には隙間が空いている。しかし、掻き落とされたトナーがシート部材９４とクリーニングブレード９Ｙとの隙間に侵入すると、侵入したトナーがクリーニングブレード９Ｙを感光ドラム４Ｙ側に押圧し、クリーニングブレード９Ｙの感光ドラム４Ｙに対する当接量（当接圧）が変わり得る。その場合、クリーニングブレード９Ｙの動きが阻害され、クリーニングブレード９Ｙによる安定したクリーニング性能が得られ難くなる。

そこで、本実施形態では、ブラシ部材４０の一部の毛体がクリーニングブレード９Ｙとシート部材９４との隙間に入り込むように、ブラシ部材４０が配設されている。即ち、ブラシ部材４０は、クリーニングブレード９Ｙとシート部材９４との隙間をトナー溜り側（収容空間側）の間口で塞ぐように配置されている。ブラシ部材４０は、掻き落とされたトナーがクリーニングブレード９Ｙとシート部材９４との隙間に侵入するのを防ぐ。これにより、クリーニングブレード９Ｙの感光ドラム４Ｙに対する当接量（当接圧）を一定に維持でき、クリーニングブレード９Ｙによる安定したクリーニング性能が得られる。

次に、ドラムクリーニング装置１０Ｙの作用について図５を用いて説明する。図５に示すように、クリーニングブレード９Ｙのブレードエッジ部９０は回転する感光ドラム４Ｙの表面を摺擦し、感光ドラム４Ｙの表面に残留するトナーを表面から掻き落とす。掻き落とされたトナーは重力によって重力方向下方側に落下し、トナー溜りＴに溜められる。

ここで、クリーニングブレード９Ｙは、ブレードエッジ部９０が感光ドラム４Ｙの回転中心Ｏを通る水平方向の直線Ｍ（図３参照）よりも上側（感光ドラム４Ｙの回転方向下流側）で感光ドラム４Ｙに当接するように配設されるのが好ましい。これは、ブレードエッジ部９０が直線Ｍよりも重力方向下方側（回転方向上流側）で感光ドラム４Ｙに当接するようにクリーニングブレード９Ｙが配設されると、トナー溜りＴにトナーが溜り難くなるからである。その場合、ブレードエッジ部９０にトナーが供給され難くなるので、クリーニングブレード９Ｙが感光ドラム４Ｙを摺擦する時の異常音の抑制や、クリーニングブレード９Ｙの損傷の防止などを実現することが難しくなる。

本実施形態の場合、既に述べたようにトナー溜りＴの重力方向下方側は開口しているが、掻き落とされたトナーを溜めることができる。即ち、掻き落とされたトナーはトナー像を一次転写した後のトナーであり、静電的にマイナス帯電していることに加え、トナー同士が比較的に結び付きやすい。これに対して、ブラシ部材４０は毛体が自然にこすれ合うなどして静電的にプラス帯電している。従って、マイナス帯電したトナーが互いに結び付いた状態でブラシ部材４０に保持されることで、トナー溜りＴの開口が塞がれてトナーが溜る。トナー溜りＴに溜められたトナーは、クリーニングブレード９Ｙの潤滑剤としてブレードエッジ部９０に供給される。そして、供給されたトナーに添加されている外添剤がブレードエッジ部９０と感光ドラム４Ｙの表面との間に介在することで、潤滑材として機能する。その場合に、外添剤は感光ドラム４Ｙに付着した放電生成物を除去し得る。

クリーニングブレード９Ｙは感光ドラム４Ｙの表面からトナーを掻き取る際に、先端部９０ａが感光ドラム４Ｙの表面に沿って感光ドラム４Ｙの回転方向に往復移動する。即ち、クリーニングブレード９Ｙは先端部９０ａが感光ドラム表面のトナーによって、感光ドラム４Ｙの回転方向上流側に向かって徐々に押し込まれる。これに伴い、クリーニングブレード９Ｙは弾性変形する。そして、先端部９０ａはある程度の位置にまで押し込まれると、弾性復元力に従って押し込まれる前の元の位置まで一気に跳ね返って戻る。このようにして先端部９０ａが元の位置に戻る際に、トナーはブレードエッジ部９０により感光ドラム４Ｙから掻き落とされる。

弾性変形したクリーニングブレード９Ｙの先端部９０ａが元の位置まで一気に戻る際に、トナー溜りＴに溜っているトナーは押圧される。クリーニングブレード９Ｙが掻き取ったトナーが少ない場合、トナー溜りＴに溜っているトナーは比較的に弱い押圧力で押圧される。すると、ブラシ部材４０の毛体が弾性変形して撓み、感光ドラム４Ｙとの隙間Ｘが拡がる。そして、トナー溜りＴと外部とを連通する隙間Ｘが拡がった分に応じた量のトナーが、トナー溜りＴから外部へ排出される。

他方、クリーニングブレード９Ｙが掻き取ったトナーが多い場合、トナー溜りＴに溜っているトナーは比較的に強い押圧力で押圧される。すると、掻き取ったトナーが少ない場合に比べてブラシ部材４０の毛体が大きく弾性変形されてより大きく撓み、感光ドラム４Ｙとの隙間Ｘがより大きく拡がる。また、トナー溜りＴに溜ったトナーの重みによってもブラシ部材４０の毛体が撓み、感光ドラム４Ｙとの隙間Ｘを拡げ得る。それ故、掻き取ったトナーが多い場合には、掻き取ったトナーが少ない場合よりも多くの量のトナーがトナー溜りＴの開口（隙間）から排出され得る。また、ブラシ部材４０の毛体と毛体との間（内部）からもトナーが通り抜けて、トナー溜りＴから排出されやすい。

以上のように、本実施形態では、クリーニングブレード９Ｙにより掻き取られたトナーがトナー溜りＴの重力方向上方側から新たに供給されるのに応じて、トナー溜りＴの重力方向下方側に溜っていたトナーがトナー溜りＴから排出される。また、ブラシ部材４０が弾性変形する際に毛体間の隙間が大きくなるので、毛体間に保持されていたトナーが入れ替えられる。さらに、ブラシ部材４０の毛体が弾性変形する前の位置に戻る際に、トナー溜りＴ内のトナーはかき混ぜられてトナー溜りＴ内を流動し得る。これにより、除去されたトナーの量に関わらず、トナー溜りＴに供給されるトナーの量とトナー溜りＴから排出されるトナーの量とがほぼ同じに調整されるので、トナー溜りＴ内のトナーは一定量を保ったまま一部が入れ替えられる。そして、トナー溜りＴの重力方向下方側からトナーが排出されることからすれば、特に重力方向上方側のブレードエッジ部９０付近のトナーが大きく動き得る。従って、本実施形態では、例え感光ドラム４Ｙから除去したトナーが多い場合であっても、トナー溜りＴのトナーを入れ替えが円滑に行われる一定量で維持することが容易となる。

［第２実施形態］
図６に、第２実施形態のクリーニング装置を示す。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図６に示すドラムクリーニング装置１０Ｙは、図３に示したドラムクリーニング装置１０Ｙと比べると、毛体の長さが長く、ブラシ部材４０Ａがクリーニングブレード９Ｙの先端部９０ａの一部を覆っている。この場合、感光ドラム４Ｙとの隙間Ｘが狭くなるので、トナー溜りＴにトナーが溜りやすい。これによれば、上述の第１実施形態の場合と同様の効果が得られる。また、トナー溜りＴにトナーを比較的に早く一定量まで溜めることができるので、早い段階でブレードエッジ部９０に安定してトナーを供給することができるようになる。

［第３実施形態］
図７に、第３実施形態のクリーニング装置を示す。図７に示すドラムクリーニング装置１０Ｙは、ブラシ部材４０の代わりにトナー保持部材としてスポンジ部材４０Ｂを配置した点が第１実施形態と異なり、その他の構成については同様である。即ち、図７に示すドラムクリーニング装置１０Ｙでは、シート部材９４の先端側にスポンジ部材４０Ｂが配設されている。多数の孔を有する多孔質部材としてのスポンジ部材４０Ｂは、隙間Ｘを空けて感光ドラム４Ｙに非接触に配設されている。また、スポンジ部材４０Ｂは、掻き落とされたトナーがシート部材９４とクリーニングブレード９Ｙとの隙間に侵入しないよう、シート部材９４とクリーニングブレード９Ｙとの隙間に一部が入り込んでいる。

スポンジ部材４０Ｂはブラシ部材４０と同様に、クリーニングブレード９Ｙによりトナーが掻き取られた際にトナー溜りＴに溜っているトナーが押圧されることに応じて変形する。これにより、感光ドラム４Ｙとの隙間Ｘが拡がり、トナーがトナー溜りＴから排出される。スポンジ部材４０Ｂは、クリーニングブレード９Ｙよりも剛性が低ければ、材質はなんでもよい。また、スポンジ部材４０Ｂはセル（孔）が大きくまたセルの数も多い方が好ましい。本実施形態では、アスカーＣ硬度２０〜３０でセル数が約６０個／インチの発泡ウレタン製のスポンジ材を用いた。こうしたスポンジ部材４０Ｂを用いた場合であっても、ブラシ部材４０を用いた上述の第１実施形態の場合と同様の効果が得られる。

［第４実施形態］
図８に、第４実施形態のクリーニング装置を示す。なお、第３実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図８に示すドラムクリーニング装置１０Ｙは、図７に示したドラムクリーニング装置１０Ｙと比べると、スポンジ部材４０Ｃの厚さが厚くて、スポンジ部材４０Ｃがクリーニングブレード９Ｙの先端部９０ａの一部を覆っている。この場合、第３実施形態の場合に比べて感光ドラム４Ｙとの隙間Ｘが狭くなるので、トナー溜りＴにトナーが溜りやすい。これによれば、ブラシ部材４０Ａを用いた上述の第２実施形態の場合と同様の効果が得られる。

［他の実施形態］
なお、上述した各実施形態では、シート部材にブラシ部材やスポンジ部材を配設したものを示したが、これに限らない。クリーニングブレード９Ｙよりも剛性が低く、トナー溜りＴに溜っているトナーが押圧されることに応じて変形することにより、感光ドラム４Ｙとの隙間Ｘが拡がれば、どのようなものであってもよい。

なお、上述した実施形態では、各色の感光ドラム４Ｙ〜４Ｋから中間転写ベルト２に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Ｐに各色のトナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置を説明したが、これに限らない。例えば、感光ドラム４Ｙ〜４Ｋから記録材Ｐに直接転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。

１…画像形成装置、２…像担持体（中間転写ベルト）、４Ｙ〜４Ｋ…像担持体（感光ドラム）、８Ｙ〜８Ｋ…転写手段（一次転写ローラ）、９Ｙ〜９Ｋ…クリーニングブレード、２１…クリーニングブレード、３４…転写手段（二次転写外ローラ）、４０…トナー保持部材（ブラシ部材）、４０Ｂ（４０Ｃ）…トナー保持部材（多孔質部材、スポンジ部材）、９０ａ…先端部、９４…支持部材（シート部材）、Ｐ…像担持体（記録材）、Ｔ…トナー溜り

Claims (10)

1. トナー像を担持して回転する像担持体と、
   前記像担持体に当接し、前記像担持体に担持されたトナー像を別の像担持体に転写する転写手段と、
   前記転写手段よりも前記像担持体の回転方向下流に設けられ、先端部を前記像担持体に当接させ転写後の前記像担持体に残留するトナーを除去するクリーニングブレードと、
   前記像担持体との間で前記クリーニングブレードにより前記像担持体から除去されたトナーを収容可能な収容空間を形成するように設けられ、前記収容空間に収容されたトナーの一部を内部に保持可能で、前記収容空間に収容されたトナーに押され変形して前記内部に保持したトナーを排出可能なトナー保持部材と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー保持部材は、前記収容空間と外部とを連通する隙間を拡げるように変形する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナー保持部材は、前記クリーニングブレードを挟んで前記像担持体の反対側で、前記先端部よりも前記クリーニングブレードの配設方向に突出するように設けられる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナー保持部材よりも高い剛性を有して、前記トナー保持部材を支持する支持部材を備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記支持部材は、前記クリーニングブレードを挟んで前記像担持体の反対側に、前記クリーニングブレードに略並行に隙間を空けて配置され、
   前記トナー保持部材は、前記支持部材と前記クリーニングブレードとの隙間を前記収容空間側で塞ぐように配置されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体は、円筒状であり、
   前記クリーニングブレードは、前記像担持体に対し上から下へ向けて延設されて、前記像担持体の回転中心よりも重力方向に関して上側で前記像担持体に当接する、
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記トナー保持部材は、複数の樹脂製の毛体を有するブラシ部材である、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記支持部材は、前記クリーニングブレードを挟んで前記像担持体の反対側に、前記クリーニングブレードに略並行に前記クリーニングブレードの先端部まで延設され、
   前記ブラシ部材は前記支持部材に配置され、前記毛体が前記像担持体側に向けて延びている、
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記トナー保持部材は、複数の孔を有する多孔質部材である、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. トナー像を担持して回転する像担持体と、
    前記像担持体に当接し、前記像担持体に担持されたトナー像を別の像担持体に転写する転写手段と、
    前記転写手段よりも前記像担持体の回転方向下流に設けられ、先端部を前記像担持体に当接させ転写後の前記像担持体に残留するトナーを除去するクリーニングブレードと、
    前記像担持体との間で前記クリーニングブレードにより前記像担持体から除去されたトナーを収容可能な収容空間を形成するように配設され、前記像担持体側に向かって延びる複数の樹脂製の毛体を有するブラシ部材と、を備える、
    ことを特徴とする画像形成装置。
    

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